Заботливая лягушка
Заботливая лягушка (лат. Rheobatrachus) — вымерший род бесхвостых земноводных. Эндемики Австралии. Род состоял всего из двух видов, южных и северных заботливых лягушек, оба из которых вымерли в середине 1980-х годов. Род уникален тем, что содержит единственные два известных вида лягушек, которые инкубировали преджелудочковые стадии своего потомства в желудке матери.
Совокупный ареал лягушек составлял менее 2000 квадратных километров (770 квадратных миль). Оба вида были связаны с системами ручьев в тропических лесах на высотах от 350 до 1400 метров (от 1150 до 4590 футов). Причины вымирания заботливых лягушек четко не изучены, но, возможно, этому способствовали потеря и деградация среды обитания, загрязнение окружающей среды и некоторые заболевания.
Отнесение рода к таксономическому семейству горячо обсуждается. Некоторые биологи относят их к Myobatrachidae подсемейству Rheobatrachinae, но другие относят их к своему собственному семейству Rheobatrachidae. Молекулярная генетика считает ее сестрой миксофии.
Ученые из Университета Ньюкасла и Университета Нового Южного Уэльса объявили в марте 2013 года, что лягушка станет объектом попытки клонирования, называемой "Проектом Лазаря", с целью возрождения вида. Эмбрионы были успешно клонированы, и проект в конечном итоге надеется получить живую лягушку.
Южная заботливая лягушка занесена МСОП в список вымерших, потому что она не была зарегистрирована в дикой природе с 1981 года, и обширные поиски за последние 35 лет не привели к обнаружению этого вида.
Таксономия
Род Rheobatrachus был впервые описан в 1973 году Дэвидом Лиемом и с тех пор не претерпевал никаких изменений в научной классификации; однако его размещение было спорным. Он был помещен в отдельное подсемейство Myobatrachidae, Rheobatrachinae; в отдельное семейство Rheobatrachidae; помещен как сестринский таксон Limnodynastinae; и синонимизирован с Limnodynastinae. В 2006 году Д. Р. Фрост и коллеги обнаружили, что Rheobatrachus на основе молекулярных данных является сестринским таксоном Mixophyes и поместили его в Myobatrachidae.
Оба вида заботливых лягушек сильно отличались по внешнему виду и поведению от других австралийских видов лягушек. Их большие выпуклые глаза и короткая тупая морда, а также полные перепонки и слизистые тела отличали их от всех других австралийских лягушек. Преимущественно водное поведение, демонстрируемое обоими видами, присуще только (в Австралии) водной лягушке Даля, и их способность растить детенышей в желудке матери была уникальной среди всех лягушек.
Размножение
Что делает этих лягушек уникальными среди всех видов лягушек, так это их форма родительской заботы. После внешнего оплодотворения самцом самка берет яйца или эмбрионы в рот и проглатывает их. Неясно, были ли яйца отложены на суше или в воде, поскольку это никогда не наблюдалось до их исчезновения. Интересно, что лягушка Дарвина, другой вид лягушек, как наблюдалось, проявляет схожие характеристики, связанные с размышлением о рте. Эта особенность до сих пор остается чрезвычайно редкой в природе.
Яйца, обнаруженные у самок, достигали 5,1 мм в диаметре и имели большие запасы желтка. Эти большие запасы распространены среди видов, которые в процессе своего развития полностью питаются желтком. У большинства самок лягушек было около 40 зрелых яиц, что почти вдвое больше, чем количество молоди, когда-либо найденной в желудке (21-26). Это означает одно из двух: самка не может проглотить все яйца или перевариваются первые несколько проглоченных яиц.
В то время, когда самка проглатывала оплодотворенные яйца, ее желудок ничем не отличался от желудка любого другого вида лягушек. В желе вокруг каждого яйца содержалось вещество под названием простагландин E2 (PGE2), которое могло останавливать выработку соляной кислоты в желудке. Этого источника PGE2 было достаточно, чтобы прекратить выработку кислоты на эмбриональных стадиях развивающихся яиц. Когда из яиц вылупились головастики, образовался PGE2. Слизь, выделяемая из жабр головастиков, содержала PGE2, необходимый для поддержания желудка в нефункциональном состоянии. Эти выделения слизи не встречаются у головастиков большинства других видов. Головастики, которые не питаются полностью желтком, все еще вырабатывают слизистую оболочку, но слизь вместе с мелкими частицами пищи проходит вниз по пищеводу в кишечник. У Rheobatrachus (и нескольких других видов) нет отверстия для входа в кишечник, и выделяются слизистые тяжи. В течение периода, когда потомство находилось в желудке, лягушка не ела.
Информация о развитии головастиков наблюдалась у группы, которая была срыгнута матерью и успешно выращена на мелководье. На ранних стадиях развития головастикам не хватало пигментации, но по мере взросления у них постепенно развивается взрослая окраска. Развитие головастика заняло не менее шести недель, в течение которых размер материнского желудка продолжал увеличиваться, пока он в значительной степени не заполнил полость тела. Легкие сдулись, и дыхание в большей степени зависело от газообмена через кожу. Несмотря на увеличивающиеся размеры матери, она все еще оставалась активной.
Процесс родов происходил с большим интервалом и мог длиться до недели. Однако, если ее потревожить, самка может срыгнуть всех молодых лягушек за один акт выталкивающей рвоты. Потомство было полностью развито при изгнании, и были небольшие различия в цвете и длине одной кладки.
Вымирание
Предполагается, что причина вымирания заботливых лягушек связана с интродукцией человеком патогенных грибов в их естественный ареал. Популяции южных заботливых лягушек присутствовали на вырубленных водосборах в период с 1972 по 1979 год. Влияние таких лесозаготовительных работ на южных заботливых лягушек не исследовалось, но этот вид продолжал населять ручьи на вырубленных водосборах. Среде обитания, в которой когда-то обитала южная заботливая лягушка, теперь угрожают дикие свиньи, нашествие сорняков, изменение стока и проблемы с качеством воды, вызванные возмущениями в верхнем течении. Несмотря на интенсивные поиски, вид не был обнаружен с 1976 или 1981 года (в зависимости от источника).
В Национальном парке Энгелла, где когда-то была найдена северная заботливая лягушка, находилась под угрозой из-за лесных пожаров и нашествия сорняков. Постоянные пожары, возможно, уничтожили или раздробили участки леса. Окраины парка все еще подвержены нашествию сорняков, и хитридный гриб был обнаружен в нескольких ручьях тропического леса на территории парка. Считалось, что сокращение численности северной заботливой лягушки, в 1984 и 1985 годах, возможно, было нормальными колебаниями численности. Через восемь месяцев после первоначального обнаружения северной заботливой лягушки, в ручьях в государственном лесу Пелион были замечены больные и мертвые лягушки Eungella torrent, которые сосуществуют в ручьях с заботливыми лягушками. Учитывая более современное понимание роли болезни земноводных в снижении численности и исчезновении амфибий в сочетании с временной и пространственной картиной распространения патогена в Австралии, представляется наиболее вероятным, что болезнь была ответственна за снижение численности и исчезновение заботливых лягушек. Несмотря на продолжающиеся усилия по обнаружению северной заботливой лягушки, она не была найдена. Последний зарегистрированный дикий экземпляр был замечен в 1980-х годах. В августе 2010 года поиск, организованный Группой специалистов по амфибиям Международного союза охраны природы, был направлен на поиск различных видов лягушек, которые, как считается, вымерли в дикой природе, включая заботливую лягушку.
Статус сохранения
Оба вида занесены в список вымерших как в Красном списке МСОП, так и в соответствии с Законом Австралии о защите окружающей среды и сохранении биоразнообразия 1999 года; однако они по-прежнему занесены в список находящихся под угрозой исчезновения в соответствии с Законом об охране природы Квинсленда 1992 года.
Попытка возрождения
Ученые добиваются прогресса в своих усилиях по возвращению вида заботливых лягушек, к жизни с помощью переноса ядер соматических клеток (SCNT), метода клонирования.
В марте 2013 года австралийские ученые успешно создали живой эмбрион из неживого сохранившегося генетического материала. Эти ученые из Университета Ньюкасла, Австралия, во главе с профессором Майклом Махони, который был ученым, впервые обнаружившим северную заботливую лягушку, Саймоном Клулоу и профессором Майком Арчером из Университета Нового Южного Уэльса, надеются продолжить использовать методы переноса ядер соматических клеток для получения эмбриона, способного дожить до стадии головастика. "Мы действительно ожидаем, что этот парень снова начнет прыгать", - говорит исследователь UNSW Майк Арчер.
Ученые из Университета Ньюкасла также сообщили об успешном замораживании и размораживании (криоконсервации) тотипотентных эмбриональных клеток амфибий, что наряду с криоконсервацией спермы обеспечивает существенное "доказательство концепции" использования криохранилища в качестве банка генома для находящихся под угрозой исчезновения амфибий, а также других животных.
Классификация
На ноябрь 2018 года в род включают 2 вида:
- Rheobatrachus silus Liem, 1973 — Заботливая лягушка
- Rheobatrachus vitellinus Mahony, Tyler & Davies, 1984